齒輪加工中滾齒加工常見缺陷及解決方法

齒輪是機械產品設計中的常用零件，而在齒輪齒形加工中，滾齒應用最廣泛，它除可加工直齒、斜齒圓柱齒輪外，還可以加工蝸輪、花鍵軸等。滾齒適用于單件小批量生產和大批大量生產。本文將為大家介紹一下滾齒的加工原理及常見缺陷處理辦法。

滾切齒輪可看作無嚙合間隙的齒輪與齒條傳動。當滾齒旋轉一周時，相當于齒條在法向移動一個刀齒。滾齒是目前應用最廣的切齒方法，可加工漸開線齒輪、圓弧齒輪、擺線齒輪、鏈輪、棘輪、蝸輪和包絡蝸桿，精度一般可達到DIN4~7級。目前滾齒的先進技術有多頭滾刀滾齒、硬齒面滾齒技術、大型齒輪滾齒技術、高速滾齒技術等。

1齒數不正確

主要原因

1） 分齒交換齒輪調整不正確

2） 滾刀選用錯誤

3） 工件毛坯尺寸正確

4） 滾切斜齒輪時，附加運動方向不對

解決方法

1） 重新調整分齒交換齒輪，并檢查中間輪加置是否正確

2） 合理選用滾刀

3） 更換工件毛坯

4） 增加或減少差動交換齒輪中的中間輪

2齒形不正常——齒面出棱

主要原因

滾刀齒形誤差太大或分齒無能無力瞬時速比較變化大，工件缺陷狀況有四種：

1）滾刀刃磨后，刀齒等分性差

2）滾刀軸向竄動林

3）滾刀徑向跳動大

4）滾刀用鈍

解決方法

主要方法：著眼于滾刀刃磨質量，滾刀安裝精度以及機床主軸的幾何精度：

1） 控制滾刀刃磨質量

2） 保證滾刀的安裝精度，同時安裝滾刀時不能敲擊；墊圈端面平整；螺母端面要垂直；錐孔內部應清潔；托架裝上后，不能留間隙

3） 復查機床主軸的旋轉精度，并修復調整滾刀主軸軸承，尤其是止推墊片

4） 更換新刀

3齒形不正常——齒形不對稱

主要原因

1） 滾刀安裝不對中

2） 滾刀刃磨后，前刃面的徑向誤差大

3） 滾刀刃磨后，螺旋角或導程誤差大

4） 滾刀安裝角的誤差太大

解決方法

1） 用“啃刀花”法或刀規對刀

2） 控制滾刀刃磨質量

3） 重新調整滾刀的安裝解

4齒形不正常——齒形角不對

主要原因

1） 滾刀本身的齒形角誤差太大

2） 滾刀刃磨后，前刃面的徑向性誤差大

3） 滾刀安裝角的誤差大

解決方法

1） 合理選用滾刀的精度

2） 控制滾刀的刃磨質量

3） 重新調整滾刀的安裝角

5齒形不正常——齒形周期性誤差

主要原因

1） 滾刀安裝后，徑向跳動或軸向竄動大

2） 機床工作臺回轉不均勻

3） 跨輪或分齒交換齒輪安裝偏心或齒面磕碰

4） 刀架滑板有松動

5） 工件裝夾不合理產生振擺

解決方法

1） 控制滾刀的安裝精度

2） 檢查機床工作臺分度蝸桿的軸向竄動，并調整修復之

3） 檢查跨輪及分齒交換齒輪的安裝及運轉狀況

4） 調整刀架滑板的塞鐵

5） 合理選用工件裝夾的正確方案

6齒圈徑向跳動超差

主要原因

工件內孔中心與機床工作臺回轉中心不重合

（1）有關機床、夾具方面：

工作臺徑向跳動大;

心軸磨損或徑向跳動大;

上下頂針有偏差或松動;

夾具定位端面與工作臺回轉中心線不垂直;

工作裝夾元件，例如墊圈和并帽精度不夠

（2）有關工作方面：

工件定位孔直徑超差

用找正工件外圓安裝時，外圓與內孔的同軸度超差

工件夾緊剛性差

解決方法:

著眼于控制機訂工作臺的回轉精度與工件的正確安裝

（1）有關機床和夾具方面：

檢查并修復工作臺回轉導軌

合理使用和保養工件心軸

修復后立柱及上頂針的精度

夾具定位端與工作臺回轉中心線不垂直

提高工件裝夾元件精度，例如墊圈和并帽

（2）有關工件方面：

控制工件定位孔的尺寸精度

控制工件外圓與內孔的同軸度誤差

夾緊力應施于加工剛性足夠的部件主要原因

7齒向誤差超差

主要原因

滾刀垂直進給方向與齒坯內孔軸線方向偏斜太大。加工斜齒輪時，還有附加運動的不正確。

（1）有關機床和夾具方面：

立柱三角導軌與工作臺軸線不平等

工作臺端面跳動大

上、下頂尖不同軸

分度蝸輪副的嚙合間隙大

分度蝸輪副的傳動存在有周期性誤差

垂直進給絲桿螺距誤差大

分齒、差動交換齒輪誤差大

（2）有關工作方面：

齒坯兩端面不平行

工件定位孔與端面不垂直

解決方法

著眼于控制機床幾何精度和工件的正確安裝。

（1）有關機床和夾具方面：

修復立柱精度，控制機床熱變型

修復工作臺的回轉精度

修復后立柱或上、下頂針的精度

合理調整分度蝸輪副的嚙合間隙

修復分度蝸輪副的零件精度

垂直進給絲桿因使用磨損而精度達不到時，應及時更換

應控制差動交換齒輪的計算誤差

（2）有關工件方面

控制齒坯兩端面的平行度誤差

控制齒坯定位孔與端面的垂直度

8齒距累積誤差超差

主要原因

滾齒機工作臺每一轉中回轉不均勻的最大誤差太大：

分度蝸輪副傳動精度一跨

工作臺的徑向跳動與端面跳動大

分齒交換輪嚙合太松或存在磕碰現象

解決方法

著眼于分齒運動鏈的精度，尤其是分度蝸輪副與滾刀兩方面：

修復分度蝸輪副傳動精度

修復工作臺的回轉精度

檢查分齒交換齒輪和嚙合松緊和運轉狀況

9齒面缺陷——撕裂

主要原因

齒坯材質不均勻

齒坯熱處理方法不當

切削用量選用不合理而產生積屑瘤

切削液效能不高

滾刀用鈍，不鋒利

解決方法

控制齒坯材料質量

正確選用熱處理方法，尤其是調質處理后的硬度，建議采用正火處理

正確選用切削用量，避免產生積屑瘤

正確選用切削液，尤其要注意它的潤滑性能

更換新刀

10齒面缺陷——啃齒

主要原因

由于滾刀與齒坯的相互位置發生突然變化所造成：

立柱三角導軌太松，造成滾刀進給突然變化立柱三角導軌太緊，造成爬行現象

刀架斜齒輪嚙合間隙大

油壓不穩定

解決方法

調整立柱三角導軌：要求緊松適當

刀架若因使用時間久而磨損，應更換

合理保養機床，尤其是清潔，使油路保持暢通：油壓保持穩定

11齒面缺陷——振紋

主要原因

由于振動造成：

機床內部某傳動環節的間隙大

工件與滾刀的裝夾剛性不夠

切削用量選用太大

后托架安裝后，間隙大

解決方法

尋找與消除振動源：

對于使用時間久而磨損嚴重的機床及時大修

提高滾刀的裝夾剛性，例如縮小支承間距離：帶柄滾刀應盡量選用大軸徑等。提高工件的裝夾剛性：例如，盡量加大支承端面，支承端面（包括工件）只準內凹：縮短上下頂針間距離

正確選用切削用量

正確安裝后托架

12齒面缺陷——魚鱗

主要原因

齒坯熱處理不當，其中在加工調質處理后的鋼件時比較多見

解決方法

酌情控制調質處理的硬度

建議采用正火處理作為齒坯的預先熱處理